JPH0377232A - 透過型半導体光電面構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野１ この発明は、透過型半導体光電面構造に関する。

【従来の技術］ 透過型半導体光電面としては、例えば特公昭５６−２２
１０４号公報に開示される、（ｎＧａＡＳを活性層に用
い、又、ＩｎＧａＰを窓材としたガラスボンドタイプの
ものがある。

この光電面は、−時的な基板であるＧａＡｓ上ＧＣＮ型
ｇｒａｄｅｄｌ　ｎ　Ｇａ　Ａｓ　Ｂ、　Ｐ型１ｎＱａ
Ａ３活性層、窓材としてのＩｎＧａＰ層を成長させ、更
にＳｆ　Ｏｘ反射防止膜を介してＩｎＧａＰ１と光子透
過基板を熱圧着させ、−時的な基板であるＧａ　Ａｓ　
Ｂ及びＮ型ｇｒａｄｅｄ　ｉ　ｎ　Ｇａ　Ａ　３　層を
順次選択エツチングして形成したものである。

（発明が解決しようとする課題Ｊ 上記のような光電面は、ＩｎＧａＰを窓材として用いて
いるので、分光計測用に使用するときは、計測可能な波
長範囲が極めて狭いという問題点がある。

例えば、１．１μ蹟まで感度を有するＩｎ　ｘＧａ＋−
ｘＡＳ光電面を作成するためには、×≧０゜１８としな
ければならないが、Ｘ−０，１８とすると、これと格子
整合する［ｎ　ｙＧａ　＋　−ｙＰはｙ−０，３４とな
り、ｌｎ　Ｏ，６６Ｑａ　Ｏ，３４Ｐのバンドギャップ
が１．６５ｅＶであるので、波長７５００Ａからの光が
透過することになる。

従って、ｌｎ　Ｏ１＋１　ｓ　Ｇａ　ｏ、ｓ　４　Ｐを
窓材に用いたｉｎ　Ｏ，＋　ｓ　Ｑａ　０．１１２　Ａ
ｓ光光面面は、７５００〜１１０００Ａの波長範囲での
み感度を有することになる。

しかしながら、分光計測用には更に広い波長範囲で感度
を持つ光電面が必要であり、従来はこれに対応するもの
がなかった。

この発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので
あって、可視領域から近赤外領域までの広い範囲で感度
を有する透過型半導体光電面構造を提供することを目的
とする。

【課題を解決するための手段］ この発明は、従来、透過型半導体光電面において、活性
層及び窓材共に■−Ｖ族化合物半導体を用いてるのに対
して、活性層に■−ｖ族化合物半導体であるＩｎ　ｘＧ
ａ　１−ｘＡＳを、又、窓材としてＩＩ−ＶＩ族化合物
半導体のＺｎ５ｅｙＴ６＋−ｙを用いたものである。

即ち、この発明は、光子透過基板と、Ｚｎ　３ｅｙＴｅ
＋−ｙなる一般式で表わされる３成分化合物からなる窓
材と、この窓材と格子整合され、Ｉｎ　ｘＧａ　ｔ−ｘ
ＡＳなる一般式で表わされる３成分化合物からなるエピ
タキシャル層と、をこの順で積層してなり、前記光子透
過基板側を光入力面に、前記エピタキシャル層の自由面
を電子放出面としたことを特徴とする透過型半導体光電
面構造により上記目的を達成するものである。

又、前記光子透過基板と前記窓材との間に８１０２反射
防止ａ防止弁在させることにより上記目的を達成するも
のである。

更に、前記窓材の組成をＯ≦ｙ≦０．２５とすることに
より上記目的を達成するものである。

又、前記エピタキシャル層の組成を、０．０４≦ｘ≦０
．３０とすることにより上記目的を達成するものである
。

（作用］ この発明において、■−Ｖ族化合物半導体であるＩｎ　
ｘＧａ　＋−ｘＡＳ活性層と■−■族化合物半導体であ
るＺｎ　Ｓｅ　ｙＴｅ　１−ｙとの格子整合をとること
により、界面でのミスフィツト転位を減少させ、良質な
活性層を得ることができ、これにより、界面再結合速度
を減少させ、高量子効率を達成することができると共に
、窓材に、Ｚｎ５ｅｙＴｅ＋−ｙを用いることによって
、可視光領域から波長１，１μｍまでの幅広い分光感度
特性を得ることができる。

【実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

この実施例は、第１図に示されるように、透過型半導体
光電面１０を、光子透過基板１２と、２ｎ３ｅ　ｙＴｅ
　ｊ−ｙなる一般式で表わされる３成分化合物からなる
窓材１４と、この窓材１４と格子整合され、Ｉｎ　ｘＧ
ａ　＋−ＸＡＳなる一般式で表わされる３成分化合物か
らなるエピタキシャル１１ｉ１６と、をこの順で積層し
てなり、前記光子透過基板１２側を光入力面に、前記エ
ピタキシャル層１６の自由面を電子放出面としたもので
あ、る。

前記光子透過基板１２と前記窓材１４との間には５ｔＯ
ｚ反射防止膜１１１８が介在されている。

ここで、前記窓材１４の組成は、０≦Ｖ≦０゜２５、エ
ピタキシャルｗｉ１６の組成は、０．０４≦×≦０．３
０の範囲から、相互に格子整合するように選択される。

例えば、次の第１表のような組み合せとなる。

第　　１ 表 次に、前記実施例に係る透過型半導体光電面１０の製造
過程について説明する。

まず、第２図に示されるように、ＧａＡＳからなる一時
的な基板２Ｑ上に、組成が規則的に変化し、３成分拐料
Ｚｌｌ　３ｅ　ｙＴｅ　ｊ　−ｙによって形成される層
２２をエピタキシャル成長によって形成する。

次に、前記Ｉｎ　ｘＧａ　１−ｘＡＳからなるエピタキ
シャル層１６を形成する。このエピタキシャル層１６の
厚さは、少数キャリヤ拡散長程度の１・−２μｍとする
。

次に、前記エピタキシャル層１６と格子整合するＺｌｌ
　Ｓｅ　ｙＴｅ　＋−ｙからなる窓材１４の層を、前記
エピタキシャル層１６上にエピタキシャル成長させて形
成する。この窓材１４の厚さは２〜５μｍとする。

次に、第３図に示されるように、約０．２μｍの厚さの
Ｓｉ　Ｏ＋反射防止膜履１８を介して、前記光子透過基
板１２と窓材１４とを熱圧着させる。

更に、前記−時的な基板２０を、続いて層２２を選択的
に化学エツチングし、第１図に示される構成とする。

更に又、化学エツチングの後、前記エピタキシャル層１
６を真空中でセシウムと酸素により活性化処理し、Ｒ終
的に、透過型半導体光電面１０とする。

この実施例の場合、前記第１表に示されるように、窓材
１４及びエピタキシャル層１６の組成における×及びｙ
を選択すると、同第１表右欄に示されるような広い波長
範囲で分光感度特性を得ることができた。又、量子効率
についても、第４図に示されるように、従来は、窓材に
ＩｎＧａＰを用いた１ｎＧａＡｓ光電面では、比較的狭
い波長範囲でのみ高い量子効率を得ることができたが、
本発明の場合は、破線で示されるように、広い波長範囲
で高い量子効率を得ることができた。

（発明の効果コ 本発明は、上記のように構成したので、広い波長範囲で
感度を得ることができ、従って、ＹＡＧレーザの検出用
光電子増倍管や、イメージインテンシファイヤ等の撮像
管に幅広く適用することができるという優れた効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る透過型半導体光電面の実施例を示
す断面図、第２図及び第３図は同実施例における透過型
半導体光電面の製造過程を示す断面図、第４図は同実施
例が感度を有する波長範囲と量子効率の関係を、従来と
比較して示す線図である。 １ｏ・・・透過型半導体光電面、 １２・・・光子透過基板、 １４・・・窓材、 １６・・・エピタキシャル層、 １８・・・Ｓｉ　Ｏ２反躬防止膜層。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）光子透過基板と、ＺｎＳｅ＿ｙＴｅ＿１＿−＿ｙ
   なる一般式で表わされる３成分化合物からなる窓材と、
   この窓材と格子整合され、Ｉｎ＿ｘＧａ＿１＿−＿ｘＡ
   ｓなる一般式で表わされる３成分化合物からなるエピタ
   キシャル層と、をこの順で積層してなり、前記光子透過
   基板側を光入力面に、前記エピタキシャル層の自由面を
   電子放出面としたことを特徴とする透過型半導体光電面
   構造。
2. （２）請求項１において、前記光子透過基板と前記窓材
   との間にＳｉＯ＿２反射防止膜層を介在させたことを特
   徴とする透過型半導体光電面構造。
3. （３）請求項１又は２において、前記窓材の組成を０≦
   ｙ≦０．２５としたことを特徴とする透過型半導体光電
   面構造。
4. （４）請求項１、２又は３において、前記エピタキシヤ
   ル層の組成を、０．０４≦ｘ≦０．３０としたことを特
   徴とする透過型半導体光電面構造。